Changement climatique et risques 3 min

S’adapter aux changements climatiques avec les systèmes de double culture ?

Proposer de nouveaux systèmes de culture pour nourrir la planète, tout en prenant en compte les enjeux de la transition écologique et des changements climatiques, tels sont les travaux réalisés en partenariat entre trois laboratoires du centre INRAE Occitanie-Toulouse et leurs partenaires. Leurs études se sont notamment intéressées aux systèmes de double culture qui pourraient constituer une opportunité dans ce contexte.

Publié le 27 juin 2024

illustration S’adapter aux changements climatiques avec les systèmes de double culture ?
© INRAE

En 2050, notre planète devrait abriter plus de 9 milliards de personnes. Des habitants de tous pays qui devront être nourris ; c’est déjà un défi en soi ! Celui-ci se corse d’autant plus lorsqu’on se heurte aux dérèglements climatiques actuels qui mettent les cultures à rude épreuve, en particulier lorsqu’elles subissent des épisodes climatiques extrêmes de plus en plus fréquents (sécheresses, inondations, orages, grêles…) et parfois inédits.

Les scientifiques sont alors mis à contribution pour trouver des cultures capables de s’adapter à ces changements, tout en gardant un rendement suffisant et en répondant aussi aux exigences de la transition agroécologique. Cette dernière définit les changements des modèles agricoles pour mettre en œuvre les principes de l’agroécologie, c’est-à-dire des systèmes alimentaires viables, respectueux des humains et de l’environnement. Parmi ces systèmes, on trouve notamment celui de la double culture qui s’inscrit dans ce que l’on nomme intensification écologique.

La double culture, une solution durable pour aborder la sécurité alimentaire ?

Les systèmes à double culture correspondent à des pratiques agricoles conduisant à la succession d’une culture d’hiver, puis d’une culture d’été, les deux récoltées la même année. Il existe deux principales stratégies : la culture en relai, où la deuxième culture est semée avant la récolte de la première culture, et la culture dérobée (ou double culture séquentielle), où la deuxième culture est semée après la récolte de la première culture.

Ces pratiques agricoles apparaissent comme de nouvelles opportunités prometteuses face aux enjeux de la transition agroécologique et de l’adaptation aux changements climatiques. Elles sont permises par l’allongement de la période de végétation annuelle due à l’augmentation des températures, et présentent en effet plusieurs aspects bénéfiques.

Les doubles cultures offrent une diversification spatio-temporelle supplémentaire des systèmes de culture notamment par l’introduction de légumineuses comme le soja. Si elles sont bien maîtrisées, elles contribuent à une productivité accrue (car 2 cultures dans l’année), une utilisation efficace des terres, une couverture plus longue des sols et à la rupture de certains cycles épidémiques.

Pourtant, malgré tous ces avantages potentiels, ces systèmes de double culture sont peu utilisés en Europe ce qui entraîne d'importantes lacunes concernant leur réelle efficacité et durabilité. Les raisons de cette faible adoption sont liées à la disponibilité en eau d’irrigation et au manque de variétés adaptées aux cycles courts.

Quelle faisabilité et quelles performances agronomiques et environnementales caractérisent ces nouveaux systèmes en climat actuel et futur ? Quels impacts du changement climatique sur l’extension territoriale de la double culture ? Quelles espèces et variétés choisir ? Autant de questions qui ont motivé l’intérêt des scientifiques du centre.

Des travaux pour mieux comprendre la faisabilité et les performances des doubles cultures

Deux projets CASDAR* associant le laboratoire Agroécologie, innovations, territoires (AGIR), l’unité expérimentale Agroécologie et phénotypage des cultures (UE APC) et le Laboratoire des interactions plantes-microbes-environnement (LIPME), aux Chambres d’Agriculture d’Occitanie et de Nouvelle-Aquitaine, à Terres Inovia et au GEVES ont permis de réaliser des études très complètes sur ces systèmes de double culture. Plusieurs approches ont ainsi été mobilisées, comprenant notamment des expérimentations à la ferme, des enquêtes sur les pratiques culturales, des expérimentations au champ en conditions contrôlées ou encore des modélisations informatiques.

Ces différents travaux ont porté à la fois sur l’étude d’une culture en relai (du soja semé dans du blé) et sur l’étude de cultures dérobées (du tournesol semé après du pois et du soja semé après de l’orge).

Ceci a permis d’analyser le fonctionnement de ces deux pratiques, en particulier en ce qui concerne les variétés à sélectionner pour une bonne efficacité de ces systèmes. Les études ont ainsi suggéré les caractères morpho-physiologiques les plus adaptés. Des travaux en pots ont, de leur côté, cherché à déterminer quels caractères de tolérance il fallait sélectionner pour des cultures en condition de stress hydrique.

Les connaissances et avis du terrain étaient également attendus dans ces projets, car cela permet d’avoir une vision beaucoup plus globale et concrète de l’intérêt potentiel de ce système de double culture. Un suivi pendant 4 ans de 110 parcelles agricoles du Sud-Ouest a donc été réalisé, ainsi que des enquêtes auprès des professionnels de la filière. Cela a permis d’évaluer la faisabilité et les performances de ce système de culture, en particulier la culture dérobée qui est la plus pratiquée ; et de mieux cerner les atouts et limites de cette pratique pour les agriculteurs, en particulier au niveau de la disponibilité hydrique.

Enfin, les travaux de modélisation ont permis de mieux évaluer l’adaptation de ces doubles cultures au sein du climat actuel, mais aussi futur à l’horizon 2050. Ces modèles ont ainsi déterminé les zones favorables à la pratique des cultures dérobées de soja et de tournesol en France, tout en évaluant leurs impacts environnementaux.

Ces projets en partenariat ont déjà apporté plusieurs réponses ; cependant il reste encore des zones d’ombre qui seront en partie levées grâce à la poursuite de nouvelles études, notamment une thèse au laboratoire AGIR, dans le cadre du laboratoire international associé franco-chinois, sur l’exploration des potentialités de la culture de soja dérobé en France.

* Le projet 3C2A  : cultiver 3 cultures en 2 ans - 3C2A et le projet IPHARD : idéotypage et phénotypage pour l’adaptation des variétés de soja et de tournesol à la culture en relai ou en dérobé

Lamichhane J.R., Alletto L., Cong W., Dayoub E., Maury P., Plaza-Bonilla D., Reckling M., Saia S., Soltani E., Tison G., Debaeke P., 2023a. Relay cropping for sustainable intensification of agriculture across temperate regions: crop management challenges and future research priorities. Field Crops Research 291, 108795. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2022.108795

Lamichhane J.R., Varaillas C., Debaeke P., 2023b. Seedling emergence and biomass production of soybean cultivars under wheat-soybean relay cropping. Plos One 18 (11), e0293671. https://doi.org/10.1371/journal. pone.02936

Pitchers J., Ferrand N., Pull M., Minette S., Abella M., Debaeke P., 2023. Opportunities and risks of double cropping in southwestern France with a focus on soybean and sunflower crops. OCL, Oilseeds & fats Crops and Lipids 30, 16, https://doi.org/10.1051/ocl/2023016

 

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